機(jī)械傳動(dòng)單鋼輪壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)通用化結(jié)構(gòu)改進(jìn)
2019-11-21宋曉瑞 亢濤
(徐工集團(tuán)工程機(jī)械股份有限公司道路機(jī)械分公司壓路機(jī)研發(fā)部)
單鋼輪壓路機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)主要分為機(jī)械、液力、液壓3種傳動(dòng)方式,其中機(jī)械傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)成熟、傳遞效率較高、工作可靠、制造成本低等優(yōu)點(diǎn),目前仍然廣泛應(yīng)用于單鋼輪壓路機(jī)。我公司生產(chǎn)機(jī)械換擋和動(dòng)力換擋2種機(jī)械傳動(dòng)單鋼輪壓路機(jī),我們?cè)趯?duì)這2種壓路機(jī)進(jìn)行通用化設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)其傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了4項(xiàng)通用化結(jié)構(gòu)改進(jìn)。(徐工集團(tuán)工程機(jī)械股份有限公司道路機(jī)械分公司壓路機(jī)研發(fā)部)
一、傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
機(jī)械傳動(dòng)單鋼輪壓路機(jī)動(dòng)力傳遞路線為發(fā)動(dòng)機(jī)→離合器→變速器→傳動(dòng)軸→驅(qū)動(dòng)橋→后輪,如圖1所示。機(jī)械換擋壓路機(jī)與動(dòng)力擋換壓路機(jī)相比,其變速器、機(jī)架及驅(qū)動(dòng)橋有所不同。

(1)改進(jìn)變速器通用安裝板
存在問題機(jī)械換擋壓路機(jī)與動(dòng)力擋換壓路機(jī)相比,其變速器箱體結(jié)構(gòu)不同,變速器支架安裝位置也不同。為了安裝這2種變速器,需制作2種壓路機(jī)機(jī)架,這樣不僅焊接壓路機(jī)機(jī)架時(shí),焊工容易出現(xiàn)焊接錯(cuò)誤,而且倉庫要儲(chǔ)存2種機(jī)架,由此占用很大空間。
改進(jìn)方法我們對(duì)這2種壓路機(jī)機(jī)架統(tǒng)一設(shè)計(jì)了1種通用安裝板。該通用安裝板設(shè)有機(jī)械換擋變速器和動(dòng)力換擋變速器安裝支座和安裝孔,將通用安裝板焊接在機(jī)架上。
組裝壓路機(jī)時(shí),根據(jù)壓路機(jī)選用的變速器型號(hào),選擇相應(yīng)的安裝孔即可安裝變速器。這樣可使2種機(jī)型的機(jī)架統(tǒng)一為1種機(jī)架,便于組織生產(chǎn)。變速器通用安裝板結(jié)構(gòu)如圖2所示。

存在問題機(jī)械換擋與動(dòng)力擋換變速器輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同,所對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)橋的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也不同,這樣組織生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋比較繁瑣,生產(chǎn)效率較低;售后服務(wù)需儲(chǔ)存2種驅(qū)動(dòng)橋及其零部件,使備品數(shù)量增多;2種驅(qū)動(dòng)橋的主減速器總成和橋殼容易混淆,如果裝錯(cuò),容易造成驅(qū)動(dòng)橋早期損壞。
改進(jìn)方法我們與變速器和驅(qū)動(dòng)橋生產(chǎn)廠家聯(lián)合開發(fā)出新型變速器和驅(qū)動(dòng)橋,新型機(jī)械換擋和動(dòng)力擋換變速器輸出軸統(tǒng)一為1種旋向,傳動(dòng)比分配更加合理,適合于安裝低速、大扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)的大噸位壓路機(jī),壓路機(jī)行駛速度更加平穩(wěn),提高了壓路機(jī)作業(yè)效率和可靠性。統(tǒng)一為1種旋向的驅(qū)動(dòng)橋如圖3所示。

(3)改進(jìn)驅(qū)動(dòng)橋定位安裝塊
存在問題單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)作業(yè)時(shí)振動(dòng)較大,驅(qū)動(dòng)橋安裝螺栓容易松動(dòng),特別是在急速上、下坡時(shí),驅(qū)動(dòng)橋安裝螺栓更容易松動(dòng)。安裝螺栓松動(dòng)后,驅(qū)動(dòng)橋與機(jī)架容易發(fā)生相對(duì)位移,造成驅(qū)動(dòng)橋安裝螺栓受到剪切力,導(dǎo)致螺栓斷裂。
改進(jìn)方法為解決驅(qū)動(dòng)橋安裝螺栓松動(dòng)問題,必須使驅(qū)動(dòng)橋與機(jī)架定位牢固,使機(jī)架與驅(qū)動(dòng)橋不發(fā)生相對(duì)位移。
為此,我們?cè)谠O(shè)計(jì)機(jī)架和驅(qū)動(dòng)橋時(shí),在機(jī)架7上焊接定位安裝塊4,在定位安裝塊4上設(shè)置頂絲1。
安裝驅(qū)動(dòng)橋時(shí),用頂絲1頂住驅(qū)動(dòng)橋6,使其得以定位后,再用驅(qū)動(dòng)橋安裝螺栓5固定住驅(qū)動(dòng)橋6。
改進(jìn)后機(jī)架與驅(qū)動(dòng)橋不僅安裝牢固,而且安裝、定位、調(diào)整簡單方便。驅(qū)動(dòng)橋定位方法如圖4所示。

存在問題如果駕駛員缺乏經(jīng)驗(yàn),操縱機(jī)械傳動(dòng)單鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行前進(jìn)、后退、換擋時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊,該沖擊容易造成傳動(dòng)軸損壞。
我們分析市場反饋的信息后發(fā)現(xiàn),缺乏經(jīng)驗(yàn)駕駛員較多,造成傳動(dòng)軸損壞概率較高,主要是螺栓松動(dòng)或斷裂。
螺栓松動(dòng)或斷裂后,會(huì)造成傳動(dòng)軸高速甩動(dòng),有時(shí)甚至將變速器箱體打碎,導(dǎo)致重大機(jī)械事故。
我們對(duì)傳動(dòng)軸螺栓松動(dòng)原因分析后發(fā)現(xiàn),原變速器輸出軸與傳動(dòng)軸的接合面均為法蘭盤,通過靜摩擦力傳遞扭矩,靜摩擦力靠螺栓的預(yù)緊力來保證,如圖5a所示。
壓路機(jī)作業(yè)時(shí)需要經(jīng)常前進(jìn)、后退行駛,傳動(dòng)軸經(jīng)常正、反轉(zhuǎn),正、反轉(zhuǎn)造成的沖擊,導(dǎo)致預(yù)緊力衰減、螺栓松動(dòng)。
螺栓松動(dòng)后靜摩擦力消失,使螺栓承受較大的剪切力,該剪切力容易造成螺栓疲勞斷裂。
改進(jìn)方法按照螺栓松動(dòng)或斷裂原因分析,我們通用化設(shè)計(jì)對(duì)原傳動(dòng)軸的連接方式進(jìn)行了改進(jìn)。
將傳動(dòng)軸上的法蘭盤取消,在變速器輸出軸和驅(qū)動(dòng)橋輸入軸法蘭盤上制作嵌口,將傳動(dòng)軸十字軸上的軸承座旋轉(zhuǎn)180°,使軸承座上的凸塊嵌入變速器輸出軸、驅(qū)動(dòng)橋輸入軸法蘭盤上的嵌口,利用嵌入式止口定位和螺栓緊固這2種方式,使傳動(dòng)軸與變速器、驅(qū)動(dòng)橋連接更加緊固。
改進(jìn)后傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、連接強(qiáng)度增加,市場反饋傳動(dòng)軸的故障率下降了95%以上。改進(jìn)后的傳動(dòng)軸如圖5b所示。

我們?cè)跈C(jī)械換擋與動(dòng)力擋換2種機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)單鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行通用化設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了以上4個(gè)方面改進(jìn),提高了其傳動(dòng)系統(tǒng)和整體的可靠性,降低了傳動(dòng)系統(tǒng)的故障率,提升了公司品牌的影響力。
由于實(shí)行了部分零部件通用化,減少了傳動(dòng)系統(tǒng)配件種類和庫存、降低了成本,減輕了服務(wù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。相關(guān)改進(jìn)措施已申請(qǐng)國家發(fā)明專利和實(shí)用新型專利。
本文選自《工程機(jī)械與維修》雜志2017年第7期
